Mezi obilné luštěniny patří hrách, fazol, fazol obecný, sója, cizrna, čočka, porcelán, lupina bílá, lupina žlutá, lupina angustifolia a další plodiny z čeledi bobovitých – Fabaceae. Všechny tyto plodiny se vyznačují vysokým obsahem bílkovin v semenech díky symbióze s nodulovými bakteriemi, které absorbují dusík z atmosféry. V obsahu bílkovin luštěniny výrazně předčí obiloviny, a to i nejhodnotnější odrůdy pšenice. Pulzní protein obsahuje velké množství esenciálních aminokyselin (lysin, valin, tryptofan, methionin atd.).
Semena těchto plodin navíc obsahují tuky (obzvláště hodně v sójových bobech), minerální látky, vitamíny A, B1, B2, C, D, E, PP, takže luštěniny jsou cennými potravinářskými a krmnými plodinami.
Jeden ze světových potravinových problémů souvisí s nedostatkem bílkovin v potravinách a tento problém je rok od roku znatelnější. Podle lékařských standardů by člověk měl zkonzumovat 90 g bílkovin denně. V průměru ve světě je toto číslo 60 g, ve vyspělých zemích – 90, v rozvojových zemích – 25 g za den. Nedostatek bílkovin, zejména živočišného původu, je konzumován 4x méně než normálně.
Krmivo pro zvířata také postrádá bílkoviny. Podle zootechnických norem by jedna krmná jednotka proteinově vyváženého krmiva měla obsahovat 110-115 g stravitelných bílkovin, ale ve skutečnosti je celostátní průměr 96 g, tedy 87 % normy, což vede k nadspotřebě krmiva a jeho nedostatek.
Tento problém je nutné vyřešit širokým používáním luštěnin, protože obsahují 2-3x více bílkovin ve sklizni ve srovnání s obilovinami. Kromě toho jsou bílkoviny těchto plodin plnohodnotnější, protože obsahují 1,5-3x více esenciálních aminokyselin.
Plodiny jako hrách, fazole, sójové boby a čočka s velkými semeny mají vysokou potravinářskou hodnotu. Semena těchto plodin se používají jako potraviny, získávají se jako obiloviny, mouka a přidávají se do cukrářských výrobků. Zeleninové odrůdy hrášku a fazolí se konzumují čerstvé nebo konzervované.
Sója má nejcennější složení aminokyselin, blízké živočišným bílkovinám, proto se přidává do uzenin. Jeden ze sójových proteinů, glycin, se může při zakysání srážet, a proto se hojně používá k výrobě fermentovaných mléčných výrobků. Sojový olej se získává ze semen sojových bobů a koláč a moučka obsahují až 40 % bílkovin a používají se jako krmivo pro hospodářská zvířata.
Obilí hrachu, sójových bobů, bobů obecných, cizrny a odrůd lupiny bez alkaloidů se používá k přípravě koncentrovaného krmiva pro zvířata s vysokým obsahem bílkovin. 1 kg zrna těchto plodin obsahuje až 1,1-1,3 jednotek. a až 170-250 g bílkovin.
Kromě semen se ke krmení hospodářských zvířat používá seno, zelená hmota a sláma z těchto plodin. Suchá zelená hmota obsahuje 3-8% bílkovin, tedy 2x více než u obilovin.
Agrotechnická hodnota těchto plodin jako dobrých předchůdců je také vysoká, protože odčerpávají půdu dusíkem méně než rostliny bez luštěnin a zbývá 40-100 kg dusíku na 1 ha s rostlinnými zbytky, což se rovná 10-20 t/ha. z hnoje.
Při použití luštěnin jako hnojiva na zelené hnojení se půda obohacuje o biologický dusík, který je jimi absorbován v procesu symbiotické fixace dusíku. To určuje velký význam těchto plodin v biologické rostlinné výrobě.
Luštěniny zaujímají ve světovém zemědělství asi 13 % obilnin, u nás je podíl těchto plodin ve struktuře necelé 1 %. Zvětšení plochy, pod kterou jsou vysazeny, je hlavní rezervou při řešení problému s bílkovinami. U nás je nejrozšířenější hrách. V suchých stepních oblastech má větší význam cizrna a cizrna.
V jižnějších oblastech, stejně jako na Dálném východě, je sója běžná, ve vlhčích oblastech lesů a lesostepních zón – hrách, fazole a na písčitých půdách – žlutá lupina.
Biologická charakteristika luštěnin
Semena luštěnin se skládají z obalu semen a embrya. Embryo se skládá ze dvou kotyledonů se zásobou živin, embryonálního kořene a pupenu. Plody luštěnin, fazole, sestávají ze dvou ventilů, mezi nimiž je na stopkách připevněno několik semen. Plody při zrání praskají ve švech a semena se vysypou.
Listy luštěnin jsou složité, skládají se z řapíku, několika lístků a palisty. Podle stavby listů se rostliny dělí do skupin: se zpeřenými listy (hrách, fazol, čočka), s trojčetnými listy (sója, fazole), s dlanitými listy (lupina).
Rostliny se zpeřenými listy tvoří semenáček především díky epikotylu (epicotyl) a při klíčení nevynášejí dělohy na povrch. Při setí je povolena hlubší výsadba semen těchto plodin a bránění před vzejitím i po něm.
Rostliny s trojčetnými a dlanitými listy klíčí na úkor podděložního (hypokotylu) a vynášejí děložní listy na povrch půdy. Je lepší je vysévat relativně mělče, takže je nemůžete zavlékat před vyklíčením, jinak hrozí vytržení sazenic.
Kořenový systém luštěnin je kůlový, to znamená, že se nejprve vytvoří kůlový kořen, hlavní kořen, který může pronikat do hloubky 1,5 m i více, později se z něj vytvářejí postranní kořeny různých řádů, umístěné především v orný horizont. Na kořenech se tvoří narůžovělé uzlíky, ve kterých uzlíky bakterií rodu Rhizobium, asimilaci atmosférického dusíku, zlepšení dusíkaté výživy luskovin a obohacení půdy dusíkem.
Na základě struktury stonku luštěnin lze rozlišit následující skupiny:
– mají vzpřímený stonek, který je relativně odolný proti poléhání (sójové boby, fazole, lupina, cizrna);
– s poléháním stonkem (hrách, porcelán, čočka).
Rostliny druhé skupiny, které mají zpeřené listy, u nichž jsou horní listy redukovány na úponky, se do sebe zapadají a jsou drženy ve vzpřímené poloze, dokud nejsou zcela naplněny.
Květy rostlin z čeledi bobovitých jsou nepravidelného typu můry. Koruna se skládá z pěti okvětních lístků. Horní, nepárový okvětní lístek je větší než zbytek – plachta, dva spodní jsou na svých základech srostlé a tvoří člun, dva volné boční jsou křídla. Existuje deset tyčinek, devět z nich je srostlých a obklopuje protáhlý jednolokulární vaječník s několika vajíčky.
Jak se rostliny vyvíjejí a tvoří se nové vegetativní orgány, tvoří se květy nebo květenství. Většina druhů vytváří jednotlivé květy nebo 2-3 v paždí listů, pouze lupina vytváří apikální hrozen.
Luštěniny jsou převážně samosprašné, ale u krmných bobů, bílé, žluté a vytrvalé lupiny je pozorováno významné (až 50%) křížové opylení spolu se samosprašností a u sóji, fazolí, cizrny a podbradku, spolu se samoopylením je pozorováno nevýznamné křížové opylení.
U luštěnin jsou zaznamenány následující fenologické fáze růstu: klíčení, výhonky, větvení stonku, pučení, kvetení, tvorba fazolí, zrání, plná zralost.
Rozhodující vliv na tvorbu výnosu luskovin na zrno mají teplota, vlhkost a světelné podmínky.
Většina těchto plodin jsou rostliny dlouhého dne, pocházející z mírných klimatických pásem, a to: hrách, fazole, lupina, cizrna, čočka, cizrna. Jsou méně náročné na teplo.
Sójové boby a fazole jsou rostliny krátkého dne, ale raně dozrávající odrůdy těchto plodin jsou z hlediska fotoperiodismu neutrální. Tyto rostliny jsou jižnějšího původu, jsou teplomilnější.
Luštěniny vyžadují vyšší teploty pro období plnění semen a zrání.
Obecně jsou luštěniny ve srovnání s obilninami vlhkomilnější. V období bobtnání a klíčení semen je potřeba hodně vody (od 100 do 120 % hmotnosti semen), protože semena obsahují hodně bílkovin.
Nejvíce vlhkomilný je hrách, fazole, sója, lupina, nejodolnější vůči suchu je cizrna a cizrna. Čočka a fazole jsou poměrně odolné vůči suchu. Luštěniny se vyznačují dosti vysokým odvodem živin.
Odstranění dusíku je v průměru 58 kg na 1 tunu semen, zatímco u obilovin je to 34 kg. Předpokládá se, že luštěniny absorbují 2/3 dusíku ze vzduchu díky symbióze s nodulovými bakteriemi, zbytek z půdy. Proto jsou tyto rostliny za dobrých podmínek pro fixaci dusíku méně náročné na výživu dusíkem, ale při neúčinnosti fixace dusíku přecházejí na zkrmování dusíkem pouze z půdy, pak se výnos výrazně snižuje, zejména na neúrodných půdách.
Vysoký je i odvod fosforu a draslíku, proto jsou plodiny na tyto živiny náročnější i proto, že tyto prvky zvyšují účinnost symbiózy.
Pro luštěniny mají velký význam mikroprvky molybden a bor. Molybden je důležitý pro biologickou fixaci dusíku. Bór výrazně zvyšuje násadu plodů.
Obecně jsou pro luskoviny na zrno výhodné neutrální půdy průměrného mechanického složení, obsahující dostatek fosforu, draslíku a vápníku.
